CPUEntitlement

Launchpad 条目: NovaSpec:cpu-entitlement
创建时间: 2013年1月8日
贡献者: Oshrit Feder

总结

扩展Openstack Nova资源模型，以支持不同VM实例类型vCPU的差异化CPU预留（配额）

发布说明

使管理员能够保证VM的CPU预留

原理

云用户可以根据其计算需求从各种实例类型中订购实例，并相应地付费。vCPU资源指示分配给VM的计算资源量，但由于硬件及其物理CPU资源在所有VM之间共享，因此VM无法保证任何最小的CPU预留。实际上，VM在CPU上调度的时长随时间变化，并且取决于底层hypervisor调度算法的实现、其他VM的CPU消耗需求、超卖比率、主机的CPU强度等。一些hypervisor暴露了CPU预留功能（IBM PowerVM、ESX、Xen），而在其他hypervisor中，可以使用其他工具来强制执行它（例如，KVM中的cgroups）。我们建议提供一个统一的API来支持不同VM实例类型的差异化CPU预留（配额）。

在使用通用硬件时，相关问题是托管VM的不同计算节点可能具有异构的计算性能。在这种情况下，VM接收的CPU容量（或预留的CPU容量）取决于其调度的计算节点，并且如果迁移到不同的计算节点，可能会有所不同。我们建议管理员为某些主机定义计算能力，作为一种相对地衡量计算节点相对于其他计算节点的方法，并确保无论实际底层硬件如何，都能保证一致的CPU容量。

需要考虑的另一个与CPU预留相关的功能是配额。管理员可能希望控制用户的“CPU配额”——就像实例数量配额和vCPU数量配额一样，CPU配额对用户实例消耗的pcpu数量设置上限。

用户故事

管理员希望保证VM的CPU预留

前提条件

设计

截至本文档编写时，KVM是Openstack中常用的hypervisor。管理员可以通过分配vCPU、设置整体CPU超卖级别和使用core_filter来有限地控制VM的CPU资源。hypervisor的调度器根据调度器的算法将所有VM调度到pcpu上。当完全超卖并且所有配置的VM请求CPU时，公平的调度器将为每个VM提供1/overcommit_level的CPU。为了为每个VM分配CPU预留，我们建议扩展实例类型，添加compute_units_per_vcpu，以确定cpu_entitlement级别并定义应预留多少核心。Entitlement_filter将弃用现有的Core_filter并强制单个compute_node上compute_units_per_vcpu的总和小于计算出的节点总compute_units_per_core。在Nova Compute中，每个平台会将compute_unit转换为特定的hypervisor内部机制；例如，KVM中的shares。

受EC2启发，为Nova compute中的每个节点添加compute_unit_per_core，可以为管理员提供区分节点CPU容量的概念。节点的compute_unit_per_core指定相对于默认CPU容量的节点CPU容量。

实现

我们建议以简单而灵活的方式公开此功能

在Nova.conf中，管理员将被允许定义各种VM的compute_unit_per_vcpu，形式为compute_unit_per_vcpu = high:1.0, normal:0.5, low:0.25, default:0.25。在上面的示例中，high表示每个VM的vCPU的CPU配额为1个核心（100%的pcpu）。如果VM有2个vCPU，则其总CPU配额= 2个核心（200%）。Default表示如果实例类型未指定任何内容，则表示默认VM CPU配额。
在Instance_Type的extra_spec字段中，管理员将指定预定义的compute_unit_per_vcpu之一，以设置每个VM的CPU配额。
为了强制执行cpu_entitlement，scheduler_default_filters应包括entitlement_filter
为了区分各个计算节点的CPU容量，管理员可以将每个计算节点设置为compute_unit_per_core（0.3、0.5等），这表示相对于默认CPU容量的相对容量。

代码变更

受影响的组件：Nova.conf、Instance_type、Nova_Compute：主机容量、驱动程序、Scheduler：entitlement_filter

测试/演示计划

这不必在规范接近 Beta 之前添加或完成。

未解决的问题

这应该突出显示需要在进一步的规范中解决的任何问题，而不是规范本身的问题；因为任何存在问题的规范都无法获得批准。

BoF 议程和讨论

使用本节记录 BoF 期间的笔记；如果将其保留在批准的规范中，请用于总结讨论内容并记录任何被拒绝的选项。